[发明专利]一种数据可异构的电动摩托车电池管理方法及其控制装置

说明书

技术领域

本发明涉及电动摩托车多种类电池管理系统技术领域，尤其涉及一种用于电池管理系统中的工况信息采集、剩余电量分析领域的数据可异构的电动摩托车电池管理方法及其控制装置。

背景技术

据有关研究，影响动力电池推广应用的主要因素包括电池的安全性和使用成本问题，延长电池的使用寿命是降低使用成本的有效途径之一。为确保电池性能良好，延长电池使用寿命，必须对电池进行合理有效的管理和控制。目前，电动摩托车的剩余电量估计主要采用端电压法，当电动摩托车大功率工作时，电动机的电流增大，造成电池组端电压很快变小，使得仪表的剩余容量显示很快下降，影响了用户的驾驶。另外，不同种类的电池具有不同的特性，用一种电池管理方案显然无法满足客观需求；每当用户更换电池组时，应该通过外设接口重新设置相关参数，使系统刷新，并具有适应能力，适配不同种类电池组以及级联数；同时，工作在复杂工况下的电动摩托车上的电池组，很容易造成电池的容量衰减，电池管理系统应该自动计算出容量衰减，提高剩余容量估算的精确性；为了降低电池管理控制装置的功耗，电动摩托车电池管理应该具有休眠功能。因此，针对以上方面，需要对现有技术进行有效创新。

发明内容

针对以上缺陷，本发明提供一种数据可异构的电动摩托车电池管理方法及其控制装置，其包含电池信息采集模块、显示驱动模块、主控模块、上位机通信监听模块，装置能够通过配置电池管理装置上位机的参数，使系统能适应磷酸铁锂、锰酸锂、铅酸电池等电池类型和级联数量，并对其进行有效管理；该装置能够采集动态电池组工况下的单体电池电压、电流和温度差值等状态数据，并对这些数据进行提取分析，计算电池剩余容量，发出状态预警信息。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种数据可异构的电动摩托车电池管理方法及其控制装置，由以下步骤组成：

⑴设置由异构数据同构及控制模块、级联电池电压采集模块、单位时间电池组温差采集模块、负载电流采集和控制模块、主控制器模块、RS232接口模块、上位机异构数据设置和通信模块、休眠检测模块组成的装置本体，其中的异构数据同构及控制模块两侧分别双向连接负载电流采集和控制模块、用于AD与剩余电量计算及控制的主控制器模块，此异构数据同构及控制模块另外两个输入端分别接入级联电池电压采集模块、单位时间电池组温差采集模块；同时，所述主控制器模块两侧的端口分别双向可逆式连接上位机异构数据设置和通信模块、休眠检测模块，位于主控制器模块外部配置电池组状态显示模块，该主控制器模块连接RS232接口模块；将此装置与电动摩托车充放电回路相串联，并含有对电压、电流信息、电池温差进行采集的信息汇集模块、多种显示方式的输出接口；

⑵采用上位机修改电池类型、级联数量、充电和放电电压保护的输入接口，与采集及通信接口相连接的主控制模块，用于对电池的电压、电流参数信息进行计算、分析后得出电池剩余电量并与显示模块通信显示当前电池状态；同时，电池组控制系统能够接受上位机控制信息，自适应配置电池的类型、串数、容量、充放电保护电压；

⑶将主控制模块与电池组状态显示模块的输出端相连接并留有显示驱动模块的接口，接收上位机端口指令，通过电流的周期采样，并利用电流累加、电池温度差值计算电池的剩余电量；同时，通过一个充放电循环计算电池容量衰减并检测激活端口电压，进一步判断是否需要进入休眠状态。

对于主控制模块，通过电池组后端高精度分压差分网络，与主控模块的I/O口连接，由主控制模块计算电池组的总电压值，同时，通过与电池组充放电回路相连接的霍尔电流传感器采集充、放电回路的电流大小，并将其变换为同构电压信号值，由主控制模块计算得出电动摩托车动力电池的电流值，电池组温度差值模块均匀采集工况下温度差值，并将其变换为同构电压信号值，由主控制器监控其平稳性。

基于上述硬件连接，结合电池组历史工作状态、分析电池组电量刷新状态，从而计算出电动摩托车的剩余电池电量。

当打开电动摩托车的主供电回路时，由主回路给装置本体供电，并激活使其工作，激活后，装置获得自主性，当电动摩托车静默持续24小时后，通过主控制模块的I/O口关闭装置供电回路以降低功耗。

当与电动摩托车充放电回路直接相连的级联电压采集模块检测到电池组的电压值超过或者低于预先设定的范围、或电流同构后的电压值超过或者低于预先设定的范围、或温度差值超过预先设定的范围，由主控制模块判断电池工作状态并向显示模块发出报警信息。